3 atmosfera, tiempo y clima, Colombia

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La atmósfera, el
tiempo y el clima
Autores:
José Daniel Pabón (meteorología)
Profesor asistente, Departamento de Geografía,
Universidad Nacional de Colombia
Jorge Zea (meteorología)
Profesor asociado, Departamento de Geociencias,
Gloria León (meteorología)
Profesor asociado, Departamento de Geociencias,
Gonzalo Hurtado (agrometeorología)
Olga Cecilia González (biometeorología)
José Édgar Montealegre (climatología)
Con la colaboración de:
Ernesto Rangel, Hugo Cárdenas, Martha Lasso,
Hugo Saavedra, Claudia López, Mauricio Torres,
Josué Montaña, Carlos Rocha, Jorge Soler,
Gloria Edith Triana, Nancy Sánchez,
Lorenzo Panizzo, Carlos Mauricio Páez,
Ovidio Simbaqueva, Humberto González,
María Teresa Martínez, Leonardo Rivera,
Rafael Navarrete, Ivonne Jaramillo

35EL MEDIO AMBIENTE EN COLOMBIA La atmósfera, el tiempo y el clima
L
El clima es un factor importante del ambiente glo-
bal, interviene en todos sus procesos y a la vez es
afectado por la variedad de interacciones entre las diver-
sas esferas del ecosistema planetario.
En el capítulo anterior, se presentaron los aspectos
globales del clima y del sistema climático, en general. En
éste se presentan algunas de las características más deta-
lladas del clima, su descripción en el nivel nacional y su
comportamiento durante los últimos tres años.
Ya que comúnmente el clima se percibe como las
condiciones atmosféricas predominantes, en este capí-
tulo se presentan las partes dedicadas al estado de la at-
mósfera y a las condiciones del tiempo, entendiendo este
último como producto de la dinámica de la atmósfera.
Generalidades
El clima es el conjunto fluctuante de las condiciones at-
mosféricas, caracterizado por los estados y evoluciones
del tiempo, durante un periodo de tiempo y un lugar o
región dada, y controlado por los denominados factores
forzantes, factores determinantes y por la interacción
entre los diferentes componentes del sistema climático.
Debido a que el clima se relaciona generalmente con las
condiciones predominantes en la atmósfera (uno de los
componentes del sistema), éste se describe a partir de
variables atmosféricas como la temperatura y la precipi-
tación; sin embargo, se podría identificar también con
las variables de otros de los componentes del sistema
climático.
A través de la historia, se han presentado fluctuacio-
nes del clima en escalas de tiempo que van desde años
(variabilidad climática interanual) a milenios (cambios
climáticos globales). Estas variaciones se han originado
por cambios en la forma de interacción entre los dife-
rentes componentes del sistema climático y en los facto-
res forzantes.
Elementos y variables
climatológicas
Toda propiedad o condición de la atmósfera cuyo con-
junto define el estado físico del clima, en un lugar dado,
para un periodo de tiempo determinado, es conocida
con el nombre de elemento climático. Los principales
elementos del clima son la presión atmosférica, la tem-
peratura, la humedad, la velocidad y dirección del vien-
to, la precipitación, el brillo solar y la nubosidad. Los
fenómenos atmosféricos tales como la niebla, las tormen-
tas eléctricas, los vendavales, la bruma y humo, también
se consideran como elementos definidores del clima.
Estos elementos se convierten en variables climato-
lógicas cuando se obtienen sus valores cuantitativos o
cualitativos, producto de sus registros y/o mediciones.
Éstas generalmente tienen los mismos nombres que sus
elementos, pero se diferencian de éstos por que el ele-
mento es la característica física en sí, mientras que la
variable es su valoración. Con el análisis del comporta-
miento de estas variables, en el tiempo y en el espacio,
es posible sacar conclusiones sobre el clima actual, el
clima del pasado, las fluctuaciones climáticas de diversa
escala, etc.
Norma y anomalía climática
En climatología se utilizan los valores promedios para
definir y comparar el clima. La norma climática es una
medida utilizada con este propósito y representa el valor
promedio de una serie continua de observaciones de una
variable climatológica, durante un periodo de por lo
menos 30 años.
Para fines prácticos, se ha establecido por acuerdos
internacionales periodos de 30 años a partir de 1901.
El término anomalía climática es usado para descri-
bir la desviación del clima desde el punto de vista esta-
dístico, es decir, la diferencia entre el valor del elemento
climático en un periodo de tiempo determinado, por
ejemplo un mes, con respecto al valor medio histórico o
norma de la variable climática correspondiente en un
lugar dado.
Fluctuaciones climáticas
El clima varía en las escalas del tiempo y del espacio.
Grandes áreas de laTierra sufren fuertes variaciones como
parte normal del clima, especialmente en las zonas ári-
das y semiáridas, donde la precipitación experimenta
cambios significativos. Los extremos climáticos pueden
afectar a cualquier región: por ejemplo, severas sequías
pueden ocurrir en zonas húmedas e inundaciones oca-
sionales en regiones secas.
Para fines analíticos, las fluctuaciones pueden ser de-
finidas como cambios en la distribución estadística usual
utilizada para describir el estado del clima. La estadísti-
ca climática comúnmente usada se refiere a los valores
medios de una variable en el tiempo. Los valores me-
dios pueden experimentar tendencias, saltos bruscos,
aumentos o disminuciones en la variabilidad o, aun,
una combinación de tendencias y cambios en la varia-
bilidad.

36 La atmósfera, el tiempo y el climaEL MEDIO AMBIENTE EN COLOMBIA
L
Variabilidad climática
La variabilidad climática se refiere a las fluctuaciones
observadas en el clima durante periodos de tiempo rela-
tivamente cortos. Esta incluye los extremos y las diferen-
cias de los valores mensuales, estacionales y anuales con
respecto a los valores climáticos esperados, esto es, las
medias temporales.
El grado de magnitud de la variabilidad puede des-
cribirse por la diferencia presentada entre las estadísticas
a largo plazo de un elemento climático y las obtenidas
para un periodo de menor longitud. Se entiende como
largo plazo un periodo suficientemente extenso como
para que en él estén incluidas todas las características de
los regímenes del elemento climático, que están en fun-
ción del tiempo y que pueden presentar variaciones cí-
clicas en intervalos de tiempo más o menos largos. En la
práctica no deben ser inferiores a 30 años.
Cambio climático
La variación observada en el clima durante periodos con-
secutivos de varias décadas, es decir, durante periodos
relativamente largos, se llama cambio climático.
El cambio climático determina diferencias en los va-
lores medios de un elemento climático a lo largo del tiem-
po; es decir, que cualquier cambio climático significati-
vo puede dar lugar al establecimiento de un nuevo clima
normal y por lo tanto, a un ajuste en las actividades hu-
manas.
Procesos externos tales como la variación de la radia-
ción solar, variaciones de los parámetros orbitales de la
Tierra (excentricidad o inclinación), los movimientos de
la corteza terrestre y la actividad, son factores que tienen
gran importancia en el cambio climático. Aspectos in-
ternos del sistema climático también pueden producir
fluctuaciones de suficiente magnitud y variabilidad a tra-
vés de los procesos de retroalimentación de los compo-
nentes del sistema climático.
Las concentraciones atmosféricas de gases de efecto
invernadero están aumentando notablemente como con-
secuencia de las actividades del hombre, alterando la
composición de la atmósfera e induciendo cambios
climáticos que afectan directamente al hombre y sus ac-
tividades.
Tendencia climática
La tendencia climática corresponde a los cambios de un
elemento climático o del clima, caracterizados por au-
mentos o disminuciones paulatinas del valor medio en
el tiempo. La tendencia climática no está restringida a
un cambio lineal en el tiempo, sino que se caracteriza
por un valor máximo o mínimo para el punto final del
periodo.
Atmósfera
La atmósfera, es decir, la capa gaseosa que rodea nuestro
planeta, además de contener el aire, incluye partículas
sólidas y líquidas en suspensión, o aerosoles y nubes. La
composición de la atmósfera y los procesos que en ella se
desarrollan tienen gran influencia en la actividad huma-
na y en el comportamiento del medio ambiente en ge-
neral, y en uno u otro grado afectan los procesos de pro-
ducción, intercambio y consumo de bienes y servicios,
el bienestar y la seguridad de la población, las relaciones
sociedad-naturaleza y los procesos en otras esferas del
medio natural. De ahí la necesidad de hacer el segui-
miento continuo de la dinámica de la atmósfera, su cir-
culación, las variaciones en su composición y de los fe-
nómenos que en ella ocurren.
De acuerdo con su objeto de estudio, la meteorolo-
gía es una ciencia atmosférica pero a la vez es considera-
da como una de las ciencias de la Tierra, dado que se
ocupa de una de las esferas de este planeta.
La meteorología realiza los estudios de los procesos y
fenómenos atmosféricos a través de sus especialidades,
como la física de la atmósfera, la química de la atmósfe-
ra, la meteorología dinámica y la meteorología sinóptica,
entre otras.
De igual manera, esta ciencia busca la aplicación de
sus conocimientos en la práctica de diferentes formas de
la actividad humana; de esta manera se han desarrollado
áreas aplicadas, como la meteorología agrícola, la me-
teorología marina, la meteorología aeronáutica, la me-
teorología energética, la meteorología aplicada a la salud
humana, a la recreación y el deporte, etc. De esta forma,
la meteorología se convierte en herramienta al servicio
de la sociedad.
Composición de la atmósfera
La composición de la atmósfera ha variado a través de la
historia del planeta hasta conformar la actual mezcla de
gases y aerosoles. Éstos, hoy en día, se pueden dividir en
dos grupos: constantes y variables.
Los gases constantes mantienen una proporción casi
permanente en la atmósfera: los más abundantes son el
nitrógeno (78,1%), el oxígeno (20,9%) y el argón
(0,9%). Los gases variables son los que cambian en ma-

L
yor proporción; en este grupo los más importantes son
el vapor de agua y el dióxido de carbono. Este último
existe en cantidades relativamente altas (0,035%), pero
su concentración presenta variaciones estacionales y de
largo plazo. El vapor de agua, por su parte, es muy varia-
ble tanto en el tiempo como en el espacio. Otros gases,
como el óxido nitroso, el metano y el ozono, se encuen-
tran en una menor proporción; sin embargo, juegan un
papel importante.
Finalmente, otro elemento variable de la atmósfera,
que frecuentemente actúa como un gas, es el material
particulado suspendido en el aire como partículas de
polvo, residuos de humo, sal del océano, bacterias, espo-
ras, semillas, ceniza volcánica y partículas meteoríticas.
Capas de la atmósfera
El 98% de la masa de la atmósfera se ubica en una capa
delgada, cuyo espesor es aproximadamente 0,25% del
diámetro de la Tierra (unos 30 km). Para efectos prácti-
cos resulta conveniente dividir la atmósfera en cuatro
regiones según la temperatura: troposfera, estratosfera,
mesosfera y termosfera.
La troposfera es la capa adyacente a la superficie te-
rrestre. Su límite superior –la tropopausa– alcanza aproxi-
madamente una altura de 16 km sobre Colombia. La
troposfera es calentada desde su base por contacto con el
suelo, que actúa a la manera de un cuerpo negro. En
ella, la temperatura generalmente disminuye con la altu-
ra, hasta alcanzar un valor entre -75 ºC y -80 ºC. En la
primera mitad de la troposfera, la disminución es de 6
ºC a 7 ºC por kilómetro, y en la segunda mitad ese de-
crecimiento ocurre a una tasa cercana a 7 ºC por kiló-
metro. Sin embargo, algunas veces y en capas de poco
espesor se registran, por el contrario, aumentos de la tem-
peratura con la altitud, particularmente por efectos del
enfriamiento nocturno cerca al suelo o por efectos de
subsidencia en alturas intermedias, produciéndose de esa
forma inversión de temperatura por radiación o por
subsidencia, respectivamente.
La troposfera se caracteriza porque en ella se dan la
mayor parte de los fenómenos determinantes del estado
del tiempo, dado que contiene gran parte de la masa de
la atmósfera y casi todo el vapor de agua y, además, por-
que en ella también se registran movimientos verticales
acentuados.
La estratosfera es la región que se extiende por enci-
ma de la tropopausa hasta una altitud cercana a 50 km.
En su parte inferior, hasta 20 km de altitud, la tempera-
tura varía muy poco, siendo prácticamente isotérmica.
A continuación, la temperatura aumenta, inicialmente
en forma lenta, hasta cerca de los 32 km de altitud, y
luego más rápido hasta alcanzar valores cercanos a aque-
llos apreciados en la superficie terrestre, debido a la sig-
nificativa absorción de radiación ultravioleta que tiene
lugar en esos niveles por parte del ozono. Así, al contra-
rio de lo que ocurre en la troposfera, la fuente de calor
en la estratosfera se encuentra en su límite superior –la
estratopausa– cerca de los 50 km.
Los fenómenos meteorológicos observados en la es-
tratosfera son muy distintos de los de la troposfera, puesto
que, a diferencia de esta última, la capa superior es ca-
liente mientras que la inferior es fría. Prácticamente no
se observan nubes en la estratosfera tropical.
El 99% de la masa total de la atmósfera se encuentra
en la troposfera y en la estratosfera, dentro de los prime-
ros 50 km encima de la superficie terrestre; ambas regio-
nes son de particular importancia para entender el siste-
ma climático.
En la mesosfera, con un espesor de 35 km aproxima-
dos, la temperatura disminuye regularmente desde su lí-
mite inferior situado en la estratopausa, hasta aproxima-
damente -95 °C en su límite superior, llamado
mesopausa, cerca de los 80 km de altitud. La atmósfera
al nivel de la mesopausa es más fría que en cualquier
otro nivel de la atmósfera superior.
En la mesosfera el aire es extremadamente fino y la
presión atmosférica es sumamente baja. La proporción
de nitrógeno (N2
) y de oxígeno (O2
) es igual a la que se
obtiene al nivel del mar, donde el aire es más denso, por
lo que una persona no podría sobrevivir en ella respiran-
do por mucho tiempo. Así mismo, la baja presión causa
Figura 3.1.Capas de la atmósfera, de acuerdo con el comportamiento
de la temperatura.
Exosfera
Termosfera
Mesosfera
Estratosfera
Troposfera
Altitud[km]
Temperatura [oK]
0 200 400 600 800 1.000
1.000
500
100
50
10
5
1
0
Ionosfera
Homosfera

L
ebullición a la temperatura corporal. Los pilotos que
vuelan por largos periodos de tiempo a más de 3 km de
altura, necesitan utilizar equipo para respiración, pues
crean una deficiencia de oxígeno en el cerebro que se
conoce como hipoxia, cuyos síntomas son cansancio,
inconsciencia y puede causar la muerte. Otro efecto,
además de la sofocación, es la exposición a la radiación
ultravioleta que afecta la piel.
La termosfera es la región que se encuentra por enci-
ma de la mesopausa; está caracterizada por un aumento
progresivo de la temperatura con la altitud. Cuando la
actividad solar es normal, la temperatura aumenta hasta
cerca de los 400 km de altitud, y cuando aumenta su
actividad, puede crecer hasta aproximadamente los 500
km. En esta capa la composición de la atmósfera es dis-
tinta, ya que las moléculas de un gran número de gases
se separan por la acción que tienen sobre ellas los rayos
ultravioleta y los rayos X emitidos por el sol, dejando
libres los átomos que las constituían.
Por otra parte, los gases tienen menos tendencia a
mezclarse y las moléculas y átomos más pesados se sepa-
ran de los otros por efecto de la gravedad. Debido a ello,
a medida que se asciende, las moléculas de nitrógeno,
más pesadas, ceden su sitio a los átomos de oxígeno, los
que son remplazados a su vez, en los niveles más altos,
por los átomos de hidrógeno más livianos. En la
termosfera, la ionización es muy importante pues tanto
los iones como los electrones pueden permanecer sepa-
rados durante un periodo de tiempo relativamente lar-
go, mientras que en la mesosfera se produce solamente
durante el día.
La anterior división de la atmósfera en capas se hace
con base en el comportamiento de la temperatura con la
altura. No obstante, es posible con otros criterios identi-
ficar capas de la atmósfera con características particula-
res. Así por ejemplo, en general, el aire es homogéneo en
la homosfera, que se extiende desde la superficie hasta la
mesopausa, es decir que, hasta ese nivel, las proporcio-
nes de los gases que constituyen la atmósfera son prácti-
camente constantes, a excepción del vapor de agua y el
ozono.
También por las propiedades electromagnéticas es
posible identificar la ionosfera, zona de la atmósfera que
está cargada eléctricamente; está integrada por las regio-
nes de la termosfera y mesosfera constituidas por iones y
electrones y, se extiende hasta confundirse con el gas in-
terplanetario extremadamente ligero. Deriva su impor-
tancia del hecho de que los electrones, en particular, re-
flejan las ondas radioeléctricas. No se puede despreciar
la importancia de los gases neutros de la ionósfera, pues-
to que a 160 km de altitud hay aún aproximadamente
1010
partículas neutras por cm3
de aire, mientras que el
número de electrones es de 105
. La ionosfera, zona de la
atmósfera que está cargada eléctricamente, es de gran
utilidad para las radiocomunicaciones por la propiedad
que posee de reflejar las ondas de radio, haciendo posi-
ble la comunicación a larga distancia. La ionosfera no es
estática: varía en altura entre el día y la noche; también
puede cambiar su propiedad de refracción a causa del sol
y las partículas que éste libera, lo cual puede durar mi-
nutos, horas o semanas, afectando así las comunicacio-
nes en la Tierra.
A 500 o 600 km de altitud aproximadamente, la at-
mósfera es tan poco densa que son extremadamente ra-
ras las colisiones entre las partículas neutras. A partir de
los 500 km, y hasta una altura indeterminada, se halla la
exosfera. En ella abunda el hidrógeno ionizado y hay
una pérdida de partículas (protones y electrones) que
escapan al espacio exterior, pérdida que se ve compensa-
da por el aporte de partículas en forma de viento solar.
Atmósfera estándar
La atmósfera estándar representa las condiciones medias
del aire en su estructura vertical. Como expresión de sus
características se ha elegido la distribución media de la
presión, la densidad y la temperatura con la altura, cu-
yos valores pueden apreciarse en la figura 3.2.
Capa de ozono
El ozono es un gas inestable de color azul y oxidante fuer-
te, compuesto de tres átomos de oxígeno, muy fácil de
producir pero a la vez muy frágil y fácil de destruir.
Reducción de la capa de ozono
1. Molecular
2. Celular
3. Poblaciones
4. Comunidades
5. Ecosistemas
Incremento de la radiación solar UV-B
DNA Fotosistema II Bloqueadores solares
Mutaciones Fotosíntesis
Ratas de crecimiento Competición
Producción primaria Composición de especies
Efectos biogeoquímicos
Producción Diversidad Capacidad de alimentación
Figura 3.2. Efectos por agotamiento de la capa de ozono.

L
El ozono es uno de los gases componentes de la at-
mósfera aunque, en comparación con otros componen-
tes (nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono, etc.), su
cantidad en la atmósfera es pequeñísima (10-5
%). La
concentración del ozono en la estratósfera es de vital
importancia porque protege la vida del planeta de los
rayos ultravioleta peligrosos para la salud humana, para
los animales y plantas, incluyendo el plancton marino,
por sus efectos nocivos sobre las células, en el nivel
molecular. Por esta razón, es de gran interés el segui-
miento de las variaciones del contenido de ozono en la
atmósfera (figura 3.3).
El ozono se presenta desde la superficie terrestre has-
ta una altura aproximada de 70 km, pero la mayor can-
tidad (cerca de 90%) se da en la estratósfera entre los 19
y los 50 km, con una máxima concentración entre los
19 y los 23 km. La capa de máxima concentración se
conoce como ozono estratosférico o capa de ozono, va-
ría según la época y el lugar geográfico y además se cons-
tituye en el principal filtro de la radiación ultravioleta
proveniente del sol. El ozono que se encuentra en la
troposfera recibe el nombre de ozono troposférico, y sus
mayores concentraciones se localizan entre la superficie
terrestre y los 10 m de altura, aproximadamente: es el
llamado ozono superficial y está considerado como el
principal contaminante fotoquímico; se origina princi-
palmente en las áreas urbanas por varias fuentes de emi-
siones, como los automóviles y la industria. La concen-
tración elevada de ozono superficial es causante de
muchos problemas porque este gas actúa como un con-
taminante tóxico para la salud humana, produciendo da-
ños respiratorios y pulmonares y dando lugar a ojos llo-
rosos; también tiene efectos nocivos sobre la vegetación
y sobre materiales de uso común, como el caucho, los
plásticos, los colorantes y las pinturas.
El ozono se mide en unidades Dobson (UD). Mil
unidades Dobson equivalen a una columna uniforme de
ozono de un centímetro de espesor en condiciones nor-
males de presión (1 atm. o nivel del mar) y temperatura
(273 ºK ó 0 ºC), que corresponden a una concentración
atmosférica media de aproximadamente una parte por
billón en volumen (1 ppbv), aunque el ozono no tiene
una distribución uniforme a lo largo de esa columna.
Las concentraciones de ozono fluctúan en general entre
230 a 500 UD, con un valor medio mundial de 300.
La cantidad de ozono presente en la atmósfera es muy
pequeña. Si todo el ozono que rodea laTierra fuera com-
primido al nivel del mar (1013.25 hPa de presión) y a 0
°C, es decir, a condiciones normales de temperatura y
presión, esta capa de ozono puro tendría aproximada-
mente 3 mm de espesor.
Producción del ozono
El ozono superficial es un problema diurno durante los
días soleados, a causa de que la luz solar desempeña un
papel primordial en su formación. El proceso comienza
con las fuentes de óxidos de nitrógeno y de hidrocarbu-
ros, a los que se les conoce como los ‘precursores’ princi-
pales del ozono, o con los compuestos que reaccionan
en presencia de luz solar para producir ozono. Particu-
larmente, cuando hay temperaturas elevadas y hay poca
mezcla de las corrientes de aire, el ozono superficial pue-
de acumularse a niveles tóxicos.
El ozono estratosférico se forma en la atmósfera cuan-
do la radiación ultravioleta alcanza la estratosfera y diso-
cia las moléculas de oxígeno (O2
) en oxígeno atómico
(O). Posteriormente, el oxígeno atómico se combina rá-
pidamente con otras moléculas diatómicas de oxígeno
(O2
) para formar el ozono (O3
):
donde UV es la radiación ultravioleta con longitud de
onda entre 240 y 320 nanómetros (nm).
El ozono se forma fundamentalmente en la región
tropico-ecuatorial, por mayor disponibilidad de oxíge-
no y radiación solar. Una vez producido, se desplaza
horizontalmente hacia los polos, siguiendo el movimiento
de las masas de aire estratosférico.
Descomposición del ozono
El ozono se descompone por fotodisociación, cuando
las moléculas de ozono son blanco de la radiación
ultravioleta solar en la banda de energía correspondiente
al UV-B (290-320 nm):
También se disocia en presencia de oxígeno atómico
para dar oxígeno molecular:
Figura 3.3. Estructura vertical de la atmósfera estándar para:
a) presión atmosférica y b) densidad del aire.
0
5
10
15
20
25
30
35
Altura[km]
1.013 703 541 383 265 166 76
Presión [mb]
0
5
10
15
20
25
30
35
Altura[km]
0,216 0,414 0,736 1,225
Densidad [kg/m3]
O2
+ UV ¡ 2 O
O + O2 ¡ O3
O3
+ UV (<310 nm) 2 O2
+ O

L
En la estratosfera existen otras especies químicas en
muy baja concentración, tanto de origen natural como
antropogénico, representadas por radicales OH-
, óxidos
de nitrógeno, metano, compuestos clorados, etc., que
pueden intervenir en procesos químicos que eliminan el
ozono estratosférico.
Destrucción de la capa de ozono
La interacción de la radiación ultravioleta del espectro
solar con el oxígeno a la altura de la estratosfera produce
continuamente ozono, que a su vez se descompone por
colisión con el oxígeno atómico y por la interacción con
algunos elementos químicos, como el carbono, nitróge-
no, hidrógeno, flúor, cloro y bromo. En la descomposi-
ción del ozono, la radiación UV arranca el cloro de una
molécula de clorofluorocarbono (CFC) y este átomo de
cloro, al combinarse con una molécula de ozono, la des-
truye, para luego combinarse con otras moléculas de ozo-
no y eliminarlas. El proceso es una larga cadena capaz de
destruir hasta 100.000 moléculas de ozono y sólo se de-
tiene cuando el átomo de cloro se mezcla con algún com-
puesto químico que lo neutralice.
Los componentes químicos que contienen carbono,
cloro y flúor son denominados CFC. Los CFC son pro-
ducidos por muchas aplicaciones desarrolladas por el
hombre, tales como la refrigeración, el aire acondiciona-
do, los aerosoles, la espuma, los limpiadores de compo-
nentes electrónicos y los solventes. Otro importante gru-
po de los halocarburos son los halones utilizados en la
extinción de fuego, los cuales contienen carbono, bromo,
flúor y, en algunos casos, cloro.
Desde la era industrial se han ido incrementando es-
tos químicos en la atmósfera, perdurando muchos cien-
tos de años y favoreciendo el proceso de destrucción del
ozono por largos periodos. Por ello los gobiernos han
decidido, a través de una serie de compromisos consig-
nados en el Protocolo de Montreal, descontinuar la pro-
ducción de CFC, halones y otros químicos y buscarles
sustitutos más amigables para el ozono
Distribución global
El contenido de ozono atmosférico es mayor en las lati-
tudes medias que en la zona tropical. Es posible hallar
zonas con alto contenido de ozono sobre Norteamérica
y Asia, en el hemisferio Norte, y sobre el sur del océano
Índico y sureste del océano Pacífico, en el hemisferio
Sur, con valores superiores a 300 UD. También se desta-
can dos zonas con menor contenido de ozono: una ubi-
cada sobre la Antártida y otra, en la zona tropical sobre
el norte de Suramérica, el Atlántico tropical y África cen-
tral, donde se registran valores por debajo de 280 UD.
Distribución del ozono en Colombia
En Colombia, la columna de ozono presenta variaciones
significativas a lo largo del año, con una distribución
monomodal, caracterizándose los meses de enero, febre-
ro y diciembre por los valores más bajos, mientras que
julio, agosto y septiembre evidencian los más altos. En la
figura 3.5 se presentan los mapas de la distribución de la
capa de ozono a lo largo del año, obtenidos a partir de
las mediciones satelitales del Nimbus 7, Meteor 3 y Earth
Probe Total Ozone Mapping Spectrometer (EP/TOMS NASA).
Entre diciembre y febrero, la columna de ozono pre-
senta las menores variaciones espaciales y los valores más
bajos del año: es entonces cuando Colombia recibe ma-
yor radiación ultravioleta. El sur de la región Caribe y el
norte de la región Andina registran las menores concen-
traciones de ozono, con mínimos hasta de 239 UD sobre
el suroccidente de Antioquia y oriente de Boyacá y
Santander. A partir de esta área, los valores de ozono
sobre el país crecen latitudinalmente hacia el norte y sur,
siendo más acentuados hacia la parte meridional: es así
como en Leticia la columna de ozono tiene 256 UD, en
tanto que en la parte más septentrional de Colombia los
valores se encuentran cercanos a 245 UD.
De julio a septiembre la columna de ozono crece
significativamente, caracterizándose agosto por registrar
los valores más altos del año. Durante estos meses el au-
mento de las concentraciones de ozono es generalizado
sobre el territorio nacional. La distribución espacial es
similar durante estos tres meses, con un marcado con-
traste entre el norte del país, donde se registran los valo-
res más altos (285-288 UD), y la zona sur (por debajo de
275 UD), con un mínimo sobre el altiplano de los Pastos
(264-267 UD).
En el año, la columna de ozono varía en promedio
entre 255 y 267 UD (figura 3.4). Es de anotar que la
columna de ozono se hace más pequeña a lo largo de las
cordilleras, debido a que en esta zona el aire es más lim-
pio y además es más delgada la capa atmosférica que de-
ben recorrer los rayos solares.
Agujero de la capa de ozono
El rápido agotamiento de la capa de ozono sobre una
región enorme, en la que el total del ozono es inferior a
220-200 UD, se ha dado en llamar ‘agujero en la capa de
O + O3 ¡ 2 O2
+ calor

v
ozono’. Este adelgazamiento, superior a un tercio, de la
capa de ozono sobre la Antártida se ha observado duran-
te los dos últimos decenios, todos los años entre sep-
tiembre y noviembre. La superficie de insolación máxi-
ma, en que la disminución de los valores llevó a hablar
de un agujero en la capa de ozono, comenzó tan sólo a
mediados de los años ochenta a sobrepasar los 10 millo-
nes de km2
y ha alcanzado unos 22 millones de km2
du-
rante varios días, en cada uno de los seis últimos años.
En 1998 se observó una extensión muy considerable, de
más de 25 millones de km2
, durante varios días consecu-
tivos, desde mediados de septiembre hasta la primera se-
mana de octubre. En años anteriores, tan sólo se había
evidenciado el adelgazamiento en una superficie tan ex-
tensa durante unos pocos días de 1993 y 1994.
Por otra parte, el numero de días en que la superficie
del agujero superó los 10 millones de km2
se prolongó
durante 100 días, lo que no tiene precedente. El periodo
más prolongado observado anteriormente había sido de
88 días durante la estación de 1986.
Al llegar los rayos solares de la primavera, se produ-
cen reacciones fotoquímicas sucesivas que descomponen
el ozono por acción de los rayos ultravioleta y también,
de aquellos compuestos que contienen principalmente
cloro, flúor y bromo. A pesar de que las sustancias
agotadoras de la capa de ozono no se producen en los
polos, sino en las latitudes medias y en especial en el
hemisferio Norte, las sustancias son arrastradas hacia las
latitudes tropicales y suben luego hacia la estratosfera
debido a los vientos; posteriormente gran parte de estas
sustancias son congregadas sobre las regiones polares,
también por efecto de los vientos. Las condiciones me-
teorológicas durante el invierno favorecen la creación de
una corriente de aire polar que aísla las masas de aire,
tornándola muy fría y reteniendo las sustancias agotadoras
de la capa de ozono, tales como el cloro y el bromo;
durante la primavera se descongelan las nubes y se libe-
ran estas sustancias para reaccionar con el ozono.
En el Polo Sur las temperaturas estratosféricas son
mucho más bajas que en el Norte, razón por la que se
forman muchas más nubes allí y la destrucción del ozo-
no es mucho mayor.
En la figura 3.6 se muestra la tendencia del ozono
durante los últimos años en la estación Halley Bay, en la
Antártida. Allí, el proceso de destrucción del ozono es
muy marcado: a mediados del siglo XX se registraban va-
lores cercanos a 500 UD, mientras que en la década de los
noventa se aproximaron a 150 UD.
En la figura 3.7 se muestra el rápido descenso de la
cantidad de ozono sobre la Antártida durante la estación
Figura 3.4. Distribución global del ozono total (cantidad de ozono contenido en una columna de aire de 1 cm2
de sección, que va desde la
superficie de la Tierra hasta el tope de la atmósfera), en unidades Dobson o miliatmósferas. (Fuente: Organización Meteorológica Mundial)

v
Figura 3.5.Distribución media mensual del ozono total a lo largo del año, en una columna de aire de 1 cm2
de sección, que va desde la superficie
de la Tierra hasta el tope de la atmósfera, obtenida a partir de las mediciones satelitales y expresada en unidades Dobson o miliatmósferas.
(Fuente: IDEAM)
Enero Febrero Marzo
Abril Mayo Junio
Julio Agosto Septiembre
Octubre Noviembre Diciembre
290
287
284
281
279
276
273
270
267
264
261
258
255
252
249
246
243
240
237

L
de primavera, mucho menos acentuado durante el vera-
no. En la figura 3.8 se presenta la distribución del ozono
durante octubre de 1997, septiembre de 1998 y octubre
de 1999, en la que se puede observar el agujero de ozono
sobre la Antártida: la declinación de la cantidad mínima
de ozono y el aumento del tamaño del agujero de ozono.
Radiación ultravioleta
La radiación ultravioleta (UV) es una parte específica del
espectro de radiación del sol, que llega a la superficie
terrestre y al espacio exterior de la atmósfera. La radia-
ción ultravioleta se extiende desde 400 nm hasta 180
nm de longitud de onda. La figura 3.9 indica la distribu-
ción general del espectro solar y su absorción por los
distintos gases de la atmósfera.
El sol emite una gran cantidad de energía, de la cual
sólo 2% corresponde a la radiación ultravioleta (UV). Esta
radiación UV es una forma de energía radiante invisible,
usualmente clasificada en tres categorías de radiación,
de acuerdo con su longitud de onda:
UV-A
La radiación UV-A, comprendida entre 320 y 380 nm, es
la forma menos dañina de rayos ultravioleta y es la que
llega a la Tierra en mayores cantidades, causa envejeci-
miento de la piel, arrugas y puede incluso dañar pintu-
ras y plásticos que se encuentren a la intemperie.
UV-B
La radiación UV-B está comprendida entre 285 nm y 320
nm de longitud de onda; también llega a la superficie de
laTierra y es potencialmente muy dañina. Reduce el cre-
cimiento de plantas, puede causar daños a las células ge-
nerando problemas como cataratas en los ojos, cáncer de
piel, alteración del sistema inmunológico, quemaduras
severas del sol, daños a otras formas de vida, y también,
a materiales y equipos en la intemperie.
UV-C
Los rayos UV-C son la forma más dañina de toda la gama
de rayos ultravioleta por tener más energía; sin embargo,
esta radiación, entre 180 y 285 nm, es absorbida por el
oxígeno y el ozono en la estratosfera y nunca llega a la
superficie terrestre.
El papel protector de la vida del planeta que ejerce el
ozono estratosférico consiste en su habilidad para absor-
ber la radiación UV-B peligrosa para la salud humana y
para la vida en general. La cantidad de radiación UV-B que
llega a un lugar está inversamente relacionada con el ozo-
no total: a menor cantidad de ozono, mayor radiación UV-
B ingresaalasuperficie.Porello,enaquellasregionesdonde
el contenido de ozono es menor, se recibe las mayores
cantidades de radiación UV-B; como en la Antártida, en
aquellas áreas influidas por el agujero de la capa de ozono.
La radiación ultravioleta varía de acuerdo con la ubi-
cación geográfica. Sobre la zona ecuatorial los rayos so-
lares caen más directamente que en las latitudes medias
y la radiación solar resulta ser más intensa en esa área;
por ello, también es mayor la radiación UV en las latitu-
des cercanas al ecuador, como es el caso de Colombia.
Figura 3.6.Variación interanual del ozono, contenido en una columna
de aire de 1 cm2
de sección, que va desde la superficie de la Tierra
hasta el tope de la atmósfera, medida en la estación Halley Bay
(Antártida) donde se evalúa el‘agujero de la capa de ozono’, en uni-
dades Dobson o miliatmósferas.(Fuente:Universidad de Cambrigde)
400
350
300
250
200
150
100
50
1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990
0
Ozonototal(unidadesDobson)
Media mensual por año (mes de octubre)
Figura 3.7. Desviación del ozono estacional promedio sobre la
Antártida (‘agujero en la capa de ozono’), para las estaciones de
verano y de primavera.(Fuente:Organización Meteorológica Mundial)
1955
-60
-40
-20
0
20
1965 1975 1985 1995

v
La altitud determina la cantidad de radiación UV que
se recibe: debido a que en zonas de alta montaña el aire es
más limpio y más delgada la capa atmosférica que deben
recorrer los rayos solares, llega más UV; de manera que a
mayor altitud, mayor radiación UV. Las nubes pueden te-
ner un impacto importante en la cantidad de UV que reci-
be la superficie terrestre: en general, las nubes densas blo-
quean más UV que una nube delgada; lo mismo las
condiciones de lluvia reducen la cantidad de UV. La conta-
minación trabaja en forma similar a las nubes, de tal for-
ma que la contaminación urbana reduce la cantidad de
radiación UV que llega a la superficie de la Tierra.
La radiación UV reflejada puede producir los mismos
efectos que la radiación UV que llega a la superficie de la
Tierra. La nieve es la superficie que más refleja –hasta un
85%–, mientras que la arena seca y el concreto reflejan
hasta 12% y el agua, apenas 5%.
Calidad del aire
Como se anotó en el capítulo anterior, los cambios pun-
tuales en la composición de la atmósfera que sobrepasan
valores críticos alteran las condiciones óptimas, relativas
al aire, en que se desarrollan los seres vivos; es decir, se
afecta la calidad del aire. Uno de los problemas que lleva
al deterioro de la calidad del aire es la contaminación
atmosférica.
En la escala mundial, la combustión es la principal
causa de la contaminación. La demanda de energía y la
combustión, así como el crecimiento de la población y
la actividad industrial, han intensificado fuertemente la
contaminación del aire, en particular, en el nivel urbano
y de los corredores industriales. En algunas ciudades co-
lombianas (Bogotá), el transporte es la mayor fuente de
contaminación del aire.
La adición de cualquier sustancia al aire puede alte-
rar en cierto grado las propiedades físicas y químicas del
aire natural, de manera que estas sustancias pueden con-
siderarse como sus contaminantes. No obstante, se clasi-
fican como contaminantes únicamente aquellas sustan-
cias derivadas de la actividad económica que, añadidas
en suficiente cantidad y duración, causan efectos
mensurables sobre los seres humanos, los animales, la
vegetación o los materiales y que, en general, posean efec-
tos perjudiciales para la salud y el bienestar humano o
interfieran en el goce de la vida o la propiedad.
La contaminación del aire, a causa de la lluvia ácida,
actúa también sobre el medio natural y el patrimonio
cultural. Estos efectos pueden tener repercusiones eco-
nómicas y sociales, agregando costos a la atención médi-
ca y a la restauración de las construcciones, disminuyen-
do la producción agrícola, afectando los bosques, la vida
silvestre y, en general, deprimiendo la calidad de vida.
Entre los contaminantes más comunes, reconocidos
desde el inicio de la era industrial, presentes en mayores
cantidades y que afectan la salud humana y el ambiente
natural, se incluyen el dióxido de azufre (SO2
), los óxi-
dos de nitrógeno (NOx
), el monóxido de carbono (CO),
el ozono (O3
) y, en la baja atmósfera, el plomo y el mate-
rial particulado –hollín, cenizas, polvo–.Todos éstos, con
excepción del ozono, son emitidos directamente a partir
de las actividades industriales y, en cierta extensión, de
Figura 3.8. Distribución del ozono total en el hemisferio sur en: a) octubre de 1997, b) septiembre de 1998 y c) octubre de 1999. Se ve
claramente el área del agujero de ozono que cubre una zona considerable sobre la Antártida. (Fuente: NOAA-Organización Meteorológica
Mundial)
TOVS Total Ozone Analysis (matm-cm)
Climate Prediction Center/NCEP/NVS/NOAA
10/28/95
TOVS Total Ozone Analysis (matm-cm)
10/11/96
TOVS Total Ozone Analysis (Dobson Units)
10/20/97
120 180 240 300 360 420
150 210 270 330 390 450
120 180 240 300 360 420
150 210 270 330 390 450
120 180 240 300 360 420
150 210 270 330 390 450

L
fuentes naturales. La principal fuente de estos contami-
nantes son los procesos de combustión: el ozono, princi-
pal componente del smog, se forma en la baja atmósfera,
mientras que las emisiones de NOx
y los compuestos
orgánicos volátiles (VOC) –hidrocarburos, aldehídos– se
presentan por inducción de la luz solar. Este ozono no
debe confundirse con el ozono de la estratosfera, en donde
se encuentra naturalmente y protege la vida de las radia-
ciones ultravioletas excesivas.
Algunos gases de la atmósfera, como CO2
, metano,
óxido nitroso y ozono troposférico, tienen la propiedad
de retener parte del calor que la Tierra debería emitir al
espacio (capítulo 2). Gracias a este efecto –conocido como
efecto invernadero natural–, el planeta tiene una tempe-
ratura promedio más alta que la que tendría si no existie-
ran estos gases en la atmósfera; así mismo, gracias a este
efecto, la amplitud de las variaciones de la temperatura es
tal que permite el desarrollo de la vida en el planeta.
El contenido de gases de efecto invernadero en la at-
mósfera ha variado por procesos naturales a través de la
historia del planeta. Pero la actividad humana, como la
industria, la producción de energía, la actividad forestal y
la agricultura, entre otras, intensificadas en los dos últimos
siglos, está propiciando el incremento de estos gases en la
atmósfera y llevando, en consecuencia, a reforzar el efecto
invernadero y al calentamiento global que, finalmente,
produciría cambios en el clima a escala mundial, regional
y local. De ahí que hoy en día se preste atención a la varia-
ción del contenido de estos gases en la atmósfera. Una
idea del aporte de Colombia a este incremento se puede
observar en el capítulo 12, dedicado a las emisiones.
Circulación atmosférica
Al analizar los procesos atmosféricos en la escala nacio-
nal es conveniente tener en cuenta que éstos se desarro-
llan dentro del comportamiento de la atmósfera global
y, por lo tanto, es necesario comprenderlo para explicar
mejor los fenómenos atmosféricos del país.
Circulación en los trópicos
Cerca de la superficie del globo, en la zona tropical, se
encuentran vientos del noreste y del sureste, denomina-
dos alisios. Esta convergencia cerca del ecuador forma la
Zona de Confluencia Intertropical (figura 3.10).
En esta zona, por efecto de esta misma convergencia
y por el calentamiento diurno, las masas de aire ascien-
den hasta altitudes altas y, en ocasiones, pueden llegar a
alcanzar el tope superior de la troposfera. Durante este
ascenso se origina la condensación por enfriamiento y,
por consiguiente, la formación de nubes de gran desa-
rrollo vertical, que producen abundantes lluvias y even-
tualmente tormentas eléctricas y granizo.
En la alta troposfera ese aire se aleja del ecuador bajo
la forma de una corriente de retorno. En el hemisferio
Norte, la dirección de esa corriente se orienta progresi-
vamente hacia el suroeste; en el hemisferio Sur se orienta
al noroeste. Estos vientos de retorno se denominan
Contralisios.
Una parte de este aire de retorno sufre en los cinturo-
nes de altas presiones subtropicales, hacia los 30º de lati-
Figura 3.9. Distribución general del espectro solar y la absorción por los distintos gases de la atmósfera.
Irradiancia solar fuera de la atmósfera (área= 1.353 W/m2
)
Irradiancia solar a nivel del mar (área= 1.111 W/m2
)
Curva normalizada de cuerpo negro (T= 5.762 oK, área 1.353 W/m2
)
0
0
0.400
0.800
1.200
1.500
2.000
2.400
0,4 0,6 1,2 1,6 2,0 2,4
Longitud de onda [µm]
Longituddeonda[µm]
O3
O3
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
CO2
CO2
O2 - H2O

v
tud, un movimiento descendente. Este movimiento pro-
voca un calentamiento del aire por compresión y reduce
el desarrollo de las nubes. En las proximidades de la su-
perficie, los vientos en estas regiones son generalmente
variables y débiles antes de constituirse en vientos alisios
para alcanzar el ecuador. De esta manera se forma en
cada hemisferio el circuito meridional de una amplia
célula convectiva, conocida como celda de Hadley.
Otra parte de la corriente de retorno que viene del
ecuador no sufre ese movimiento de descenso en las lati-
tudes de 30 º y continúa su desplazamiento hacia latitu-
des más altas, como una corriente del oeste en las latitu-
des medias.
Simultáneamente con la celda de Hadley, o circula-
ción meridional (a través de los meridianos), en el trópi-
co se desarrolla una circulación zonal a través de los pa-
ralelos, en la que se destacan tres zonas de convección y
lluvia localizadas así: la primera, sobre la región del Con-
go, en África; la segunda, sobre la Amazonia, y la terce-
ra, sobre el Sudeste Asiático, donde también se encuen-
tran las aguas oceánicas más cálidas.
La figura 3.11 ilustra también la circulación normal
en el plano este-oeste (zonal), conocida como circula-
ción de Walker. El aire seco desciende lentamente desde
la alta troposfera sobre las aguas frescas del Pacífico orien-
tal, fluye luego hacia el oeste, a lo largo del ecuador, como
parte del sistema de vientos alisios del sudeste, llevado
por la acción de la alta presión en el este y la baja en el
oeste. Según se va desplazando sobre aguas más cálidas,
el aire se va calentando y humedeciendo hasta llegar a la
región Australia-Indonesia, donde su humedad es con-
densada al ascender en la zona de baja presión, forman-
do nubes de gran desarrollo vertical que producen abun-
dantes lluvias en esa región. El retorno del aire se produce
por el flujo hacia el este en la alta troposfera que cierra el
círculo de la circulación.
Oscilación cuasibienal del viento
La oscilación cuasibienal es una oscilación de largo pla-
zo en el viento de la estratosfera baja ecuatorial, con un
periodo irregular que varía entre dos y tres años y que
consiste en la alternancia de vientos del este, dominan-
tes durante la mitad del periodo (un poco más de un
año), con vientos del oeste, la otra mitad del periodo.
Esta oscilación está relacionada con variaciones simila-
res en las circulaciones troposféricas y favorece el desa-
rrollo de eventos cálidos en el océano Pacífico tropical,
como el Fenómeno Cálido del Pacífico – más conocido
como El Niño–, cuando se ha establecido la fase oeste de
la oscilación cuasibienal.
Análisis estadísticos sugieren que los ciclos aparentes
de esta oscilación –de alrededor 25-30 meses– no son de
origen desconocido, sino que están estrechamente rela-
cionados con el ciclo anual que resulta de los procesos de
interacción que involucran el sistema atmósfera-océano-
tierra.
Oscilación del Sur
Si bien el término Fenómeno Cálido del Pacífico se ha
asociado a los calentamientos irregulares del agua en las
costas de Ecuador y Perú, la comunidad científica usa
este término para fenómenos de mayor escala, como las
variaciones climáticas a escala global analizadas dentro
del contexto de la Oscilación del Sur.
Según las palabras de su descubridor, G.Walker, “cuan-
do la presión es alta en el océano Pacífico, tiende a ser baja
en el océano Índico” y viceversa; esta última condición
está asociada con temperaturas bajas en la superficie del
mar en el Pacífico occidental y con lluvias intensas en el
oriental. La parametrización de este evento, descrito como
un balancín de presión, se ha hecho por medio del índice
de la Oscilación del Sur (IOS), que se define como la dife-
renciadelasanomalíasmensualesdepresiónestandarizadas
por sus correspondientes desviaciones típicas entre Tahití
(Polinesia Francesa) y Darwin (Australia).
En 1967, Bjerknes demostró una íntima conexión
entre estos dos eventos. Creó la hipótesis de que
gradientes normales de la temperatura superficial del mar,
entre el relativamente frío Pacífico ecuatorial oriental y
el enorme recipiente de aguas cálidas en el Pacífico occi-
dental, daban lugar a una gran célula de circulación este-
oeste en el plano del ecuador.
Figura 3.10. Circulación general de la atmósfera: en los trópicos
predominan los alisios. (Fuente: Universidad de Oklahoma)
Alta polar
Estes polares
Oestes
Alisios del NE
ZCIT
Alisios del SE
Celda de Hadley
Celda de Hadley

L
Esta circulación, conocida con el nombre de Walker,
puede intensificarse, debilitarse o cambiar su orientación.
Cuando la circulación se intensifica, los vientos alisios,
el afloramiento Ecuatorial y las corrientes Ecuatorial Nor-
te y Sur son fuertes; como resultado se tiene acumula-
ción de aguas cálidas, hundimiento de la termoclina y
aumento del nivel del mar en el Pacífico occidental. La
temperatura en el Pacífico oriental, particularmente en
la costa de Perú, es baja. Esta situación puede permane-
cer con pequeñas fluctuaciones por uno o varios años, y
en sus casos extremos suele conocerse con el nombre de
Fenómeno Frío del Pacífico, La Niña (figura 3.12.a).
Por el contrario, el Fenómeno Cálido del Pacífico ocu-
rre cuando se da un debilitamiento en la circulación de
Walker; los vientos alisios, el afloramiento Ecuatorial y las
corrientes Ecuatorial Norte y Sur se debilitan y el Pacífico
oriental se calienta. La presión atmosférica desciende en el
Pacífico central, formándose un área de presión relativa-
mente baja. El aire fluye hacia el este, desde Australia-
Indonesia, ascendiendo en el Pacífico central y justifican-
do los máximos de lluvia allí observados (figura 3.12.b).
El desplazamiento de las celdas mantiene una estre-
cha relación con el movimiento de los núcleos de calor
sobre el mar y, en consecuencia, con la temperatura su-
perficial del mar. Durante el desarrollo de un episodio
intenso, se ha observado el corrimiento de las ramas
convectivas, que normalmente se sitúan en el Sudeste
Asiático, hacia el Pacífico central, y la localización de un
segundo ciclo de ascenso de aire sobre las costas sudame-
ricanas del Pacífico; todo ello en armonía con la posi-
ción de los centros de mayores lluvias. Igualmente se
observa un sector de subsidencia máxima sobre la parte
oriental del África, extendida hacia el océano Índico y
coincidente con áreas de sequía o grandes disminucio-
nes de lluvia. La circulación en gran altura es predomi-
nante en el este, cerrándose la célula con el descenso del
aire en el Pacífico occidental, lo cual trae como conse-
cuencia sequías para la región.
Cuando los vientos superficiales del este son
remplazados por vientos del oeste, el afloramiento ecua-
torial desaparece, las corrientes Ecuatoriales Norte y Sur
se debilitan, la contracorriente Ecuatorial se intensifica
y la corriente Ecuatorial subsuperficial –que fluye de oeste
a este por debajo de la corriente Ecuatorial– desaparece.
Como resultado, se tiene acumulación de aguas cálidas,
hundimiento de la termoclina y aumento del nivel del
mar en la costa oriental del Pacífico; la temperatura su-
perficial del mar en la costa norte de Perú sobrepasa en
varios grados centígrados a los valores normales.
Para el seguimiento de este fenómeno se utiliza el
Índice de Oscilación del Sur (IOS). Los valores negativos
de este índice corresponden a disminuciones de la pre-
sión atmosférica en el Pacífico tropical oriental y a su
incremento en el sector central y occidental. La fase po-
sitiva del índice generalmente está relacionada con una
situación inversa: disminución de la presión en la parte
occidental y central e incremento en la oriental. Todo
esto está relacionado con cambios en la circulación
troposférica que inciden en la producción de precipita-
ción; comúnmente la fase negativa trae como consecuen-
cia incrementos de las lluvias en el sector oriental del
Pacífico tropical y reducción en el sector central y occi-
dental, mientras que la fase positiva lleva a una situación
inversa.
Figura 3. 11. Representación esquemática de la circulación de Walker en la zona ecuatorial a escala planetaria y posición de los sistemas de
lluvia. (Fuente: Bureau of Meteorology-Australia)
Circulación de Walker
Alisios
Tahití
A
Océano Pacífico
Mar cálido
A
Mar frío Posición típica de los sistemas
de alta presión en verano
Vientos en superficie
Darwin
A
Circulación del aire
en un plano vertical
sobre el ecuador.

L
La atmósfera sobre
el territorio colombiano
Por su ubicación en la zona tropical, la atmósfera sobre
el territorio colombiano tiene algunas particularidades
que la distinguen, tanto en su composición como en su
estructura, de las de otras latitudes. Con la información
disponible en el Ideam es posible detectar algunas de
estas particularidades.
En la estructura de la atmósfera sobre el territorio co-
lombiano, por ejemplo, se encuentra que, por estar en la
zonatropical,latroposferaesmásaltaqueencualquier otra
latitud y, aunque su altitud es variable, se puede decir que
alcanza en promedio 16 km. Así mismo, en los cortes ver-
ticales de la troposfera, en lugares como Riohacha y la isla
de San Andrés, es posible encontrar otra particularidad de
la atmósfera tropical: la inversión térmica de los alisios.
En la composición de la atmósfera sobre el territorio
colombiano también es posible encontrar diferencias en
las concentraciones de vapor de agua (humedad del aire)
y de otros gases, particularmente del ozono. Las caracte-
rísticas de la distribución del ozono estratosférico sobre
el territorio colombiano hacen que se presenten niveles
de radiación ultravioleta relativamente altos en compa-
ración con los de otras latitudes.
Figura 3.12. Representación esquemática de la circulación en el sentido este-oeste en la zona ecuatorial a escala planetaria y posición de las
principales zonas lluviosas, durante: a) un evento La Niña y b) un evento El Niño.
Condiciones de La Niña
Ecuador
Occidente
Ecuador
Oriente
Termoclina
Condiciones del Niño
Ecuador
Occidente
Ecuador
Oriente
Termoclina
a
b

L
Como es sabido, la actividad humana está producien-
do cambios en la composición de la atmósfera. Al igual
que en otras partes del globo, la actividad humana en el
territorio colombiano está inyectando a la atmósfera ga-
ses que irán a reforzar el efecto invernadero; por eso, la
actividad socioeconómica tiene un aporte en el incre-
mento de gases de efecto invernadero. De otro lado, las
emisiones, tanto de los gases de efecto invernadero como
de otros gases contaminantes producidos por la activi-
dad nacional, está cambiando la calidad del aire.
Variación de la temperatura
con la altura
Salvo Leticia, que presenta una capa aproximadamente
isoterma entre los 3 y los 6 km, el gradiente vertical de
temperatura en Bogotá, San Andrés y Riohacha es casi
constante, alcanzando la temperatura mínima entre -77
ºC y -80 ºC, a una altura cercana a los 16 km –altura de
la tropopausa en la franja tropical–. En los niveles supe-
riores a ésta, la recuperación de la temperatura es ligera-
mente más rápida (en San Andrés y Leticia, más que en
Bogotá y Riohacha).
La atmósfera en 1997-1999
Comportamiento de la capa de ozono
Las concentraciones de ozono en Colombia varían entre
255 y 270 UD, con los valores más bajos localizados so-
bre las zonas de cordillera; la diferencia de la concentra-
ción del ozono entre las zonas bajas y de montaña alcan-
za hasta 10 UD. En la figura 3.13 se presentan las
distribuciones anuales de las concentraciones de ozono
en la columna total de la atmósfera, correspondientes a
1997-1999, obtenidas a partir de las mediciones satelitales
del Earth Probe Total Ozone Mapping Spectrometer (EP/
TOMS NASA).
Las concentraciones más altas de ozono en Colom-
bia (265 a 270 UD) se ubican sobre las zonas con poca
elevación y tienden a presentar los picos en la Orinoquia,
la Amazonia y en la región Caribe, mientras que en el
Pacífico registran en promedio 4 UD menos.
1998 se caracterizó por presentar las concentraciones
más bajas de este periodo: en la región Andina se presen-
taron valores entre 255 y 258 UD y en el área marítima
del Caribe, entre 264 y 267 UD; de manera contraria,
1999 se señaló como el año con los valores de ozono
más altos, con valores de 264 a 267 UD para las zonas de
montaña y de 270 a 273 UD para las regiones de poca
elevación. En armonía con el comportamiento espacial de
la capa de ozono en Colombia, Bogotá registró los valores
más bajos en 1998 y los más altos en 1999 (tabla 3.1).
El ciclo anual del ozono en Bogotá (figura 3.14) pre-
sentó una distribución monomodal, con un promedio
para el periodo 1997-1999 de 262 UD; así mismo, las
concentraciones máximas (286 UD, aproximadamente)
ocurrieron entre agosto y octubre, seguidas de una caída
rápida de los valores de ozono, registrándose los más bajos
(alrededor de 231 UD) entre diciembre y enero. Es de
anotar que en 1998 el comportamiento mensual del ozo-
no presentó una distribución diferente a los otros años:
los valores más altos, mayores a 270 UD, comenzaron a
registrarse a partir de julio, en tanto que para 1997 y
1999, estas magnitudes aparecieron en junio; los valores
mínimos igualmente estuvieron afectados durante este
año, anticipándose su caída con valores mínimos en no-
viembre de 1998 y enero de 1999.
Radiación ultravioleta
El Ideam realiza desde 1997 mediciones continuas de la
radiación ultravioleta en las bandas UV-A y UV-B en cinco
ciudades del país: Leticia (Amazonas), Pasto (Nariño),
Bogotá, Riohacha (Guajira) y San Andrés, islas. En las
figuras 3.15 y 3.16 se presentan las series de los valores
máximos registrados desde el inicio de las mediciones
hasta marzo de 2000, en longitudes de onda de 340 nm,
en la región UV-A, y de 305 nm, en la región UV-B. En las
gráficas se observa que las ciudades de Pasto y Leticia, al
sur del país, registran los valores más altos, mientras que
los menores se observan en Riohacha y San Andrés, co-
rrespondientes a la parte norte del país: esto se debe a
que en la zona sur del país hay menos concentración de
ozono estratosférico que en la parte norte. También se
observa que los mayores valores se presentan entre fina-
les de 1997 y mediados de 1998, periodo que coincide
con época del fenómeno de El Niño.
Tabla 3.1. Concentraciones mínimas, medias y máximas anuales
de ozono en la columna total de la atmósfera (UD), entre 1997 y
1999, para Bogotá (latitud 4.51, longitud:-74,08 y altitud: 2.632 m),
obtenidas a partir de las mediciones satelitales del Earth Probe
Total Ozone Mapping Spectrometer. Fuente: EP/TOMS NASA.
oñA
]DU[onozoedlaunanóicartnecnoC
oideM aminíM amixáM
7991 5,262 3,432 1,582
8991 1,752 5,322 2,482
9991 8,662 2,732 1,092

L
Calidad del aire y la precipitación
La lluvia ácida es un fenómeno químico y atmosférico
complejo que ocurre cuando las emisiones de dióxido de
azufre (SO2
) y óxidos de nitrógeno (NOx
) reaccionan
con el agua, el oxígeno y algunos compuestos oxidantes
en la atmósfera, para formar varios compuestos
acidificados. La luz solar aumenta la velocidad de la ma-
yoría de estas reacciones. Esta mezcla forma una solu-
ción débil de ácidos sulfuroso, sulfúrico, nítrico y carbó-
nico, que puede ser arrastrada a grandes distancias de su
lugar de origen antes de depositarse en la tierra en forma
húmeda (a manera de lluvia, neblina o inclusive nieve) o
precipitarse en forma sólida (partículas secas). Los vien-
tos predominantes arrastran estas partículas ácidas, que
en algunos casos pueden deteriorar los elementos donde
se acumulan, como edificaciones, automóviles, casas y
árboles.
Las principales causas de la lluvia ácida son las emisio-
nes de gases y partículas de la atmósfera por el uso de com-
bustibles fósiles en la industria y el transporte; aunque tam-
bién puede ser causada, en menor medida, por fenómenos
naturales como incendios, polvo proveniente de suelos
erosionados por el viento y erupciones volcánicas.
En los últimos años se ha notado un acelerado creci-
miento demográfico en Colombia, un aumento en el
uso de vehículos, la industrialización y muchas deficien-
cias tanto en la planeación como en la elaboración de
normas ambientales, trayendo como resultado proble-
mas de salud pública y fuertes alteraciones al medio am-
biente. Los resultados de la composición química de la
lluvia muestran que existe una alteración del componente
atmosférico en zonas urbanas muy localizadas, en donde
se realizan emisiones fuertes de NOx
y SO2
y es impor-
tante que se lleven a cabo estrategias para desarrollar, en
el corto plazo, planes para el manejo de la calidad del
aire, con medidas efectivas para su control.
La actividad industrial en Colombia se concentra en
los centros urbanos con mayor número de habitantes
del país, principalmente en las ciudades de Bogotá, Cali
y Medellín, lugares en los que también circula la mayor
parte del parque automotor; esto trae como consecuen-
cia que las zonas urbanas más densamente pobladas sean
los lugares donde se genera la mayor cantidad de emisio-
nes con efecto local potencial.
Desde 1996, el Ideam realiza el monitoreo de la cali-
dad fisicoquímica de la lluvia en diferentes puntos del
territorio nacional, mediante el análisis del pH, la
conductividad eléctrica y las concentraciones de nitratos
y sulfatos, como variables indicadoras del estado de alte-
ración de la atmósfera por el ingreso de gases de carácter
ácido, sustancias iónicas y óxidos de nitrógeno y de azu-
fre, respectivamente.
En la tabla 3.2 se presentan los promedios de las va-
riables analizadas durante el periodo julio de 1998 a enero
de 2000, en cada uno de los puntos de monitoreo.
El análisis del comportamiento de esta variables mues-
tra que en los meses de mayor precipitación se presenta
un mayor lavado de la atmósfera, reduciéndose el volu-
men de partículas y de algunos gases en el aire, lo que se
evidencia con la disminución de los valores de pH,
conductividad, nitratos y sulfatos.
Los resultados de los análisis de la lluvia y su composi-
ción química muestran que la calidad del aire se encuen-
tra alterada en los principales centros urbanos del país
(Bogotá, Cali y Medellín), donde las lluvias presentan pro-
medios con tendencia a la acidez (< 5.6 unidades de pH).
El caso de acidez en la lluvia en Bogotá es el más crítico ya
que se ha notado un aumento gradual desde julio de 1998
hasta enero del 2000, con los valores más ácidos en los
últimos cuatro meses, alcanzando valores puntuales de
hasta 3.1 unidades de pH. Estos resultados muestran que
la calidad del aire en Bogotá, así como en los principales
centros urbanos del país, se está alterando notoriamente.
En cuanto a la concentración de nitratos en la lluvia,
los niveles más altos se presentaron en Bogotá, Cali,
Medellín y, en ciertas ocasiones, en Barranquilla y Sole-
dad. De acuerdo con los análisis, se puede inferir que el
pH de la lluvia está relacionada con la concentración de
nitratos y, por ende, con las emisiones de óxidos de ni-
trógeno, ya que los municipios que presentaron mayor
acidez en la lluvia (Bogotá, Cali y Medellín), presenta-
ron los niveles más altos de nitratos.
Tabla 3.2. Promedios de las variables analizadas en la lluvia (julio
1998-enero 2000).
oipicinuM
Hp
)sedadinu(
dadivitcudnoC
acirtcéle
)mc/Sµ(
sotartiN
ON-Ngm( 3
)L/
alliuqnarraB 2,6 13 23,0
átogoB 4,4 72 94,0
agnamaracuB 9,5 91 71,0
ilaC 6,4 03 57,0
atucúC 7,5 11 –
nóriG 0,6 11 91,0
éugabI 2,6 92 61,0
aiciteL 3,6 31 –
nílledeM 2,5 91 63,0
avieN 3,7 31 61,0
oñerraCotreuP 8,6 02 21,0

L
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Diciembre
U.D.
290
280
270
260
250
240
230
220
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Diciembre
U.D.
290
280
270
260
250
240
230
220
Mayo
Noviembre
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Diciembre
U.D.
290
280
270
260
250
240
230
220
Mayo
Noviembre
Figura 3.18. Concentraciones de ozono en la columna total de la atmósfera (UD), correspondiente a 1997-1999, obtenidas a partir de las
mediciones satelitales del Earth Probe Total Ozone Mapping Spectrometer. (Fuente: EP/TOMS NASA )
Circulación atmosférica
Durante la mayor parte de 1997, el IOS presentó valores
negativos, lo que está relacionado con el evento cálido
del Pacífico de 1997-1998.
El seguimiento permanente efectuado sobre los proce-
sos relacionados con la variabilidad climática interanual,
en particular, los que tienen que ver con los fenómenos
del ciclo El Niño-La Niña-Oscilación del Sur, muestra
que las condiciones cálidas de la superficie del mar en los
sectores central y oriental del Pacífico tropical continua-
ron intensificándose hasta finales de 1997 y comienzos
del año siguiente.
Para diciembre de 1997, las aguas de la superficie del
mar cercanas a las costas de América del Sur registraron
un calentamiento extremo, presentando anomalías en la
temperatura de la superficie del mar (TSM) en torno a los
5 o
C. En el nivel subsuperficial, la TSM registró en el sec-
tor oriental del Pacífico tropical, entre los 50 y 100 m de
profundidad, un calentamiento del orden de 9 o
C por
encima de lo normal. Durante casi todo el periodo de
duración del evento, los vientos en niveles bajos en una
extensa área del Pacífico ecuatorial soplaron anómala-
mente del oeste; igualmente la TSM estuvo caracterizada
por una convección más intensa que la de los meses pre-
cedentes. La temporada de ciclones tropicales, iniciada
en junio en el mar Caribe, en el Golfo de México y en el
océano Atlántico tropical, no mostró mayor actividad
en los últimos meses de 1997.
A partir de enero de 1998, las anomalías de carácter
oceánico comenzaron a disminuir, en tanto que el índice
de la Oscilación del Sur alcanzó su valor más bajo (-3.3).
En los meses siguientes el Fenómeno Cálido continuó
perdiendo intensidad. A mediados de año se comenzaron
a presentar las primeras anomalías negativas de la TSM y el
1997 1998 1999
273 UD
270 UD
267 UD
264 UD
261 UD
258 UD
256 UD
252 UD
Figura 3.14. Ciclo anual de las concentraciones de ozono en la
columna total de la atmósfera (UD), correspondiente a 1997-1999,
para Bogotá (latitud: 4,51, longitud: -74,08 y altitud: 2.632 m),
obtenidas a partir de las mediciones satelitales del Earth Probe
Total Ozone Mapping Spectrometer. (Fuente: EP/TOMS NASA)

L
Promedio mensual de radiación UV-A
Exposiciónradiante(kJ/m²)
Leticia Pasto Bogotá Riohacha San Andrés
Tiempo (meses)
400
600
800
1000
1200
1400
Enero 01Julio 00Enero 00Julio 99Enero 99Julio 98Enero 98
Leticia Pasto Bogotá Riohacha San Andrés
Promedio mensual de radiación UV-B
Exposiciónradiante(kJ/m²)
Tiempo (meses)
40
60
80
100
120
140
Enero 01Julio 00Enero 00Julio 99Enero 99Julio 98Enero 98
nivel del mar en el Pacífico central, iniciándose de esta
manera la fase fría asociada al Fenómeno La Niña.
Con la aparición en marzo de 1999 de anomalías po-
sitivas cercanas a 1 °C en el Pacífico oriental, se inició la
culminación del primer pulso de la fase fría –La Niña–,
extendido desde junio de 1998 hasta mayo de 1999. Un
segundo pulso comenzó en agosto de 1999 y llegó hasta
mayo de 2000, con una característica similar al anterior
en cuanto a la presencia durante el trimestre marzo-mayo
de aguas frías en el Pacífico central y a las anomalías po-
sitivas mayores de 1 °C en el Pacífico oriental, ocasiona-
das posiblemente por una reducción de la intensidad de
los vientos alisios en ese sector.
A nivel subsuperficial, los núcleos fríos, de hasta 6,0
°C por debajo de lo normal que aparecieron a comien-
zos de 1999 en el Pacífico oriental, se fueron disipando
paulatinamente durante el primer trimestre de 2000, de
tal forma que para mediados de año el campo térmico
subsuperficial del océano presentaba temperaturas del
agua muy cercanas a sus valores históricos.
Los procesos convectivos en el Pacífico central, vistos
a través de los valores de la radiación de onda larga sa-
liente, estuvieron prácticamente suprimidos durante el
tiempo de ocurrencia de los dos pulsos citados arriba. El
campo de viento en superficie fue intenso en particular
en las regiones central y centroccidental del Pacífico tro-
pical, con la ocurrencia de anomalías positivas durante
la mayor parte del periodo considerado.
Durante la mayor parte del periodo analizado, la pre-
sión atmosférica en el nivel del mar en el Pacífico tropi-
cal central se caracterizó por anomalías positivas, entre 1
y 2 hPa. El índice de la Oscilación del Sur se caracterizó
por valores positivos, típicos de las fases frías, registran-
do su valor máximo (2.0) en enero de 1999.
Figura 3.21. Radiación ultravioleta UV-B en cinco ciudades del país.
Figura 3.20. Radiación ultravioleta UV-A en cinco ciudades del país.

L
Condiciones del tiempo
El tiempo es la manifestación de la dinámica de la at-
mósfera en un lugar y momento determinados.
La dinámica de la atmósfera al distribuir la masa (va-
por de agua y otros gases) y la energía (calor y movimien-
to) genera variaciones espaciotemporales de elementos
como la temperatura, la presión y la humedad, lo cual pro-
duce en un lugar y tiempo determinados condiciones cáli-
das o frías, húmedas o secas, de cielo nublado o de cielo
despejado, situaciones de lluvia, etc. Estos fenómenos, que
son la manifestación de la dinámica de la atmósfera y en
términos generales se conocen como estado del tiempo,
influyen en el desarrollo de todos los procesos que suceden
en el planeta, particularmente en la actividad humana.
Estado del tiempo
sobre el territorio colombiano
Las variaciones en el estado del tiempo influyen en todo
tipo de actividad humana y, por ende, en la vida del país.
Dada la importancia de este elemento, el Ideam dedica
gran parte de su actividad a conocer mejor los procesos
que determinan el estado del tiempo, a diagnosticarlo y
preverlo con el propósito de servir a la comunidad.
El Ideam dispone de información para identificar los
procesos que determinan el tiempo en Colombia. Entre
ellos cabe destacar por su incidencia, los conocidos como:
perturbaciones de la Zona de Confluencia Intertropical,
ondas del este del Caribe, huracanes, sistemas sinópti-
cos de la Amazonia, sistemas sinópticos del Pacífico, in-
fluencia de vaguadas de latitudes medias del hemisferio
Norte.
Perturbaciones de la Zona
de Confluencia Intertropical
La zona de confluencia intertropical (ZCIT) presenta pe-
riódicamente actividad asociada con fuertes precipita-
ciones, debido a procesos ondulatorios en ella. Un ejem-
plo de estos procesos son las agrupaciones organizadas
de nubes de 2.000 km de extensión, aproximadamente.
Estos sistemas de nubes se propagan hacia el oeste en la
ZCIT.
En las imágenes de satélite puede observarse fácil-
mente este tipo de formaciones en la ZCIT, cuyo ciclo de
vida varía entre tres y seis días. La separación longitudinal
de las bandas nubosas es de 3.000 a 4.000 km, corres-
pondiente a un rango de periodo para este tipo de per-
turbación de cuatro a cinco días.
Ondas del este del Caribe
Son esencialmente disturbios de tipo ondulatorio en la
rama noreste de los vientos alisios del este tropical sobre
el mar Caribe. La importancia de las ondas del este, fre-
cuentes en la temporada lluviosa del norte del país, radi-
ca en que con el paso de una de estas ondas se producen
alteraciones en el estado del tiempo en un radio de 1.000
km. El tiempo se va deteriorando paulatinamente, au-
mentando la nubosidad y las precipitaciones acompaña-
das de tormentas eléctricas; además, cuando se intensifi-
can, éstas pueden dar origen a los huracanes. Se desplazan
500 a 700 km por día.
La mayoría de estas ondas del este están precedidas
de un tiempo caracterizado por pocas nubes y ausencia
de lluvias y nieblas. La nubosidad se incrementa a medi-
da que se aproxima el eje de la onda y luego comienza a
observarse núcleos nubosos y a presentarse algunos chu-
bascos. El viento cambia de dirección del noreste al este.
La temperatura no sufre mayores cambios o pasa a ser
ligeramente más alta. A la derecha del eje, el viento gira
del este al sureste acompañado de abundantes precipita-
ciones y de fuerte actividad de tormentas. Una vez que
la onda, en su avance hacia el oeste, ha cruzado sobre
determinado lugar y se aleja de él, las condiciones del
tiempo se normalizan y se imponen nuevamente los vien-
tos alisios.
Si se presentan tormentas al oeste de la vaguada, es
decir, antes del cruce de su eje, indica que la onda se ha
inestabilizado, pudiendo entonces intensificarse y dar
origen a un huracán.
Las ondas débiles son a menudo difíciles de localizar
con exactitud, pues van acompañadas de pocos cambios
del tiempo y solamente producen un incremento en la
nubosidad sobre tierra, en horas diurnas, y sobre el mar,
en horas nocturnas.
Huracanes
El huracán es un ciclón tropical violento que se origina
sobre el océano Atlántico tropical y el mar Caribe entre
los 5º y 20º de latitud norte, donde las aguas marítimas
son muy cálidas, durante los meses de junio a noviem-
bre –en especial entre agosto y octubre–, y con un pro-
medio anual de ocurrencia de cinco eventos por año.
Los huracanes son identificados con nombres de perso-
nas de acuerdo a una lista previa en sucesión alfabética,
alternando los nombres masculinos y femeninos.
El huracán se caracteriza por vientos fuertes, con in-
tensidades que superan los 119 kph, y bandas de nubes en
forma espiral que producen abundante lluvia y se extien-

L
den a distancias entre 300 y 500 km de su centro. Se des-
plazan como remolinos, generalmente de este a oeste, con
una ligera tendencia hacia el norte. Su centro –denomi-
nado ojo del huracán– es una área casi libre de nubosidad
con vientos débiles en un radio de acción de 10 a 30 km.
Bordeando el ojo del huracán se encuentra la pared del
ojo, constituida por un anillo de nubes cúmulo-nimbus
que producen lluvias intensas y vientos muy fuertes.
Los ciclones tropicales se forman por la intensifica-
ción de perturbaciones tropicales, como las producidas
en las ondas del este, que originan vientos cada vez más
fuertes. Cuando los vientos alcanzan 37 kph, el ciclón
desarrollado se clasifica como depresión tropical; si pasa
de 65 kph, el sistema es denominado tormenta tropical,
y al exceder los 119 kph, la tormenta se designa oficial-
mente como huracán. Cuando el huracán decae, la tor-
menta se degrada invirtiendo la misma clasificación.
La parte más peligrosa y destructiva del huracán está
cerca del ojo, en general, en el lado norte. Los mayores
daños y la pérdida de vida que generan resultan de las
inundaciones en áreas costeras a causa de marejadas y
brisas. fuertes. El ciclo de vida medio es de nueve días,
aunque parece que en agosto tienen una mayor dura-
ción, con periodos de 12 días en promedio.
La costa caribeña colombiana y el archipiélago de San
Andrés y Providencia se ven afectados por huracanes, aun-
que con baja frecuencia comparada con otras áreas del
Caribe. Los mayores daños son causados por los vientos
fuertes, lluvias intensas y marejadas en las zonas costeras;
hacia el interior del país los efectos nocivos están asocia-
dos con inundaciones, deslizamientos de tierra y, en me-
nor intensidad, con los vientos fuertes. Durante los últi-
mos 10 años, el país ha sido amenazado por tres huracanes:
Joan, en octubre de 1988, que atravesó la península de La
Guajira y cruzó al sur de San Andrés, originando la pérdi-
da de algunas vidas humanas e incalculables daños en los
bienes materiales; en octubre de 1995, el huracán Roxanne
que se desarrolló al norte de San Andrés, dando lugar a la
generación de lluvias intensas en el archipiélago, y el hu-
racán Cesar que, en julio de 1996, produjo cambios signi-
ficativos en el estado del tiempo en el sector norte de Co-
lombia, a su paso por el norte de la península de La Guajira
con rumbo hacia la isla de San Andrés, a la que se aproxi-
mó bastante por el lado sur.
Estimación del peligro de los huracanes
Todos los huracanes son peligrosos, pero algunos más
que otros. Los vientos, la marea de tormenta, la precipi-
tación y otros factores determinan su potencia
destructiva. La escala de huracanes Saffir/Simpson (ta-
bla 3.3) define cinco categorías de riesgo de amenaza
cuando se aproxima un huracán, para así prever el desas-
tre potencial de un huracán. A continuación se presen-
tan los efectos de las diferentes categorías:
Categoría 1
Las carreteras en terrenos de baja elevación cerca de las
costas son inundadas. Se pueden presentar daños a mue-
lles y botes pequeños sin anclaje. Se producen daños,
principalmente en árboles, arbustos y plantaciones agrí-
colas. Aunque no se observan daños significativos a es-
tructuras fuertes, pueden ocurrir daños a rótulos y es-
tructuras de madera débiles que no estén bien aseguradas
al terreno.
Categoría 2
Las carreteras cerca de la costa quedan intransitables de-
bido a las marejadas que se presentan 2 a 4 h antes de la
llegada del huracán. Se requiere el desalojo de algunos
residentes costeros y de terrenos bajos. Hay daños consi-
derables en plantas y árboles. Se pueden presentar daños
mayores en estructuras mal construidas, como también
en techos, puertas y ventanas de algunos edificios. Se
presentan daños considerables en muelles y embarcade-
ros. Las embarcaciones pueden desprenderse de sus ama-
rras en los muelles.
Categoría 3
La costa y terrenos llanos con elevación menor a 1,5 m
pueden verse inundados hasta 10 km tierra adentro.
Muchas estructuras pequeñas cerca de la costa son des-
truidas o seriamente averiadas. Las rutas de escape de
baja elevación se tornan intransitables 3 a 5 h antes de la
llegada del ojo del huracán. Se requiere el desalojo de
residentes de zonas inundables. Se pueden destruir pe-
queñas estructuras, en particular aquéllas de madera. Los
edificios cerca de la playa se ven afectados por el fuerte
oleaje.
aírogetaC ogseiR
nóiserP
)aph(
sotneiV
)hpk(
edaeraM
atnemrot
)sortem(
1 ominíM 089> 351-811 5.1-0,1
2 odaredoM 569-089 771-451 2,2-6,1
3 ovisnetxE 549-469 902-871 3,3-3,2
4 omertxE 029-449 052-012 5,4-4,3
5 ocifórtsataC 029< 052> 5,4>
Tabla 3.3. Escala de Saffir-Simpson para la clasificación de
huracanes.

L
Categoría 4
Los terrenos con elevación igual o menor a 3 m sobre
el nivel del mar pueden ser inundados mas allá de 10
km tierra adentro. Las rutas de escape de baja elevación
se pueden volver intransitables 3 a 5 h antes de la llega-
da del ojo del huracán. Hay daños mayores a la planta
baja de las estructuras cerca de la playa. Erosión signi-
ficativa en las playas, daño significativo a estructuras.
Se requiere el desalojo masivo de residentes que viven a
500 m de la costa y en zonas inundables.
Categoría 5
Se registran daños mayores en los primeros pisos de es-
tructuras en terrenos con elevación igual o menor a 4,5 m
sobre el nivel del mar. Las rutas de escape se hacen intran-
sitables 3 a 5 h antes de la llegada del ojo del huracán. Los
árboles y arbustos son arrancados, se presenta destrucción
de plantaciones agrícolas, techos y rótulos, destrucción
completa de muchas estructuras. Se requiere el desalojo
masivo de residentes que viven a 500 m de la costa o cerca
de la playa y varios kilómetros tierra adentro.
Sistemas sinópticos de la Amazonia
En Suramérica, entre mayo y noviembre, particularmente
a mediados de año, es relativamente común ver cómo las
masas frías del Polo Sur se mueven hasta los 5º de latitud
y en algunas ocasiones atraviesan el ecuador. Al incursionar
en zonas tropicales, este aire se inestabiliza y da lugar a la
formación de líneas de inestabilidad, que originan bandas
nubosas productoras de abundantes precipitaciones en la
Amazonia colombiana. Eventualmente cuando estos sis-
temas son intensos, pueden llegar a ocasionar descensos
significativos de la temperatura en la Amazonia y modifi-
car el estado del tiempo a lo largo de la cordillera Oriental
y parte de la Orinoquia colombiana.
Otro sistema que incide sobre la circulación atmos-
férica del sureste del país corresponde al sistema de baja
presión en niveles bajos de la cuenca amazónica, sistema
denominado la baja de la Amazonia. Este sistema
semipermanente se desplaza, en enero, desde el norte de
Bolivia hasta el extremo sureste de Colombia, en julio.
Esta baja, a medida que se aproxima al territorio nacio-
nal, contribuye a intensificar la convección y, en conse-
cuencia, las precipitaciones en el suroriente en la
Amazonia colombiana, particularmente a mitad del año.
Sistemas sinópticos del Pacífico
LacirculaciónatmosféricaenelPacíficotropicalorien-
tal frente al litoral colombiano, entre los meses de
marzo a diciembre y particularmente entre junio y
septiembre, está caracterizada por el recurvamiento
de los vientos alisios, tomando direcciones del sur con
componente oeste. Este fenómeno, junto con el flu-
jo de los vientos del este, dominantes sobre el mar
Caribe, favorecen el desarrollo de un sistema de baja
presión conocido como la baja anclada de Panamá,
que da origen a movimientos verticales ascendentes y
a la formación de nubes de gran desarrollo vertical.
Por otro lado, las condiciones térmicas de las aguas
cálidas del océano en esa zona, la humedad propor-
cionada por él y las condiciones fisiográficas que re-
presentan los Andes colombianos, refuerzan los mo-
vimientos verticales del aire. La conjunción de estas
condiciones propicia el desarrollo de conglomerados
nubosos con gran actividad convectiva, que originan
fuertes precipitaciones, incluso en las horas de la no-
che, acompañadas de tormentas eléctricas. Este siste-
ma en promedio tiene un radio de acción de 1.000
km y afecta, no sólo a la parte oceánica colombiana,
sino también a la parte continental correspondiente
al litoral Pacífico y a sectores de la cordillera Occi-
dental. Cuando este sistema es bastante intenso pue-
de extenderse hasta la cordillera Oriental y modificar
significativamente el tiempo de la región Andina.
Influencia de vaguadas de latitudes
medias del hemisferio Norte
Un tipo especial de ondas en los vientos estes del trópico,
que se suele designar como ondas inducidas en los estes,
se produce principalmente durante diciembre y marzo.
Con el avance del aire frío que acompaña a los fren-
tes de latitudes medias del hemisferio Norte, se obser-
va que el eje de baja presión (vaguada) genera una on-
dulación en los alisios en el Caribe manifestada por un
cambio en el tiempo, con incrementos en la nubosidad
y las precipitaciones en sectores del norte y centro del
país por un periodo aproximado de tres días. Una vez
que ha cesado la influencia de las vaguadas, las condi-
ciones del tiempo retornan a su normalidad.
Otro tipo de perturbación, observado entre diciem-
bre y febrero sobre el litoral colombiano y asociado con
las vaguadas de latitudes medias del hemisferio Norte
sobre el mar Caribe, se presenta en el campo del viento y
se manifiesta por la intensificación de los alisios, que oca-
sionan fuertes brisas de mar en los sectores costeros. La
interacción de este sistema con las aguas marinas super-

L
ficiales da origen a un oleaje entre moderado y fuerte
que se desplaza hacia el litoral colombiano –algunas ve-
ces denominado mar de leva– y que puede dar lugar a la
invasión de aguas marinas en las zonas costeras bajas.
Sistemas sinópticos (1997-1999)
1997 se inició con un comportamiento sinóptico atípi-
co, ya que dos sistemas anticiclónicos –uno ubicado en
el mar Caribe y otro, en la Orinoquia– bloquearon el
avance normal de la Zona de Confluencia Intertropical
(ZCIT) hacia el sur, dejándola en el centro de la región
Andina la mayor parte del periodo; también favorecie-
ron la presencia de un área de baja presión en medio de
ellas, situación que propició una activación de la ZCIT.
A partir de marzo, cuando se observó el inicio del Fe-
nómeno Cálido del Pacífico, la circulación atmosférica
presentó cambios notables: los sistemas de mal tiempo
provenientes del hemisferio Norte, normales para la tem-
porada abril-diciembre, fueron bloqueados por la inusual
actividad de sistemas anticiclónicos en el Atlántico cen-
tral y occidental, con valores superiores a 1.036 hPa; si-
multáneamente, las perturbaciones tropicales en el océa-
no Atlántico, normales a partir de mayo, no tuvieron la
frecuencia ni la actividad que suelen tener en aguas del
Caribe, debilitándose así otro de los elementos generado-
res de la precipitación en el país. Finalmente, la ZCIT se
mantuvo al sur de su posición normal en forma fracciona-
da, debido a la notable actividad de los sistemas de circu-
lación anticiclónica.
La configuración del campo de presión y la circula-
ción general de la atmósfera, observadas durante enero y
febrero de 1998 propiciaron que los sistemas de alta pre-
sión del Caribe, más intensos de lo normal, se ubicaran en
el Atlántico central, permanecieran allí por más tiempo
de lo usual y extendieran su influencia sobre el centro y
occidente del mar Caribe y el norte de Suramérica, regio-
nes donde predominaron cielos despejados y tiempo seco.
Durante los meses siguientes –entre marzo y agosto– se
inició la normalización paulatina de los procesos atmosfé-
ricos, que permitió el usual desplazamiento de la ZCIT ha-
cia el norte; sin embargo, la mayor actividad convectiva se
presentó durante la primera temporada lluviosa de marzo
a mayo, como efecto de la interacción con ejes de vaguada
profundos asociados a sistemas frontales que avanzaron
desde la península de la Florida hasta alcanzar latitudes
tropicales. A partir de la segunda quincena de septiembre
elcampodepresiónpropicióquelossistemasanticiclónicos
se debilitaran y se ubicaran más al norte y al oriente de su
posición media, favoreciendo la trayectoria de los huraca-
nes hacia latitudes más bajas.
Esta situación tuvo repercusiones en el comporta-
miento de los sistemas que determinan el estado del tiem-
po a nivel nacional: así, por ejemplo, durante enero y
febrero fue menos frecuente de lo normal el ingreso de
sistemas atmosféricos de latitudes medias sobre el terri-
torio del mar Caribe –por lo general este ingreso produ-
ce reactivaciones temporales de las lluvias en el país–.
Durante los meses siguientes se dieron condiciones fa-
vorables para el desarrollo de los sistemas propios de la
época, los cuales presentaron una actividad por encima
de la normal.
En 1999, a diferencia del año anterior, la distribu-
ción del campo de presión y la circulación atmosférica
favorecieron que los sistemas anticiclónicos del hemisfe-
rio Norte fueran menos intensos que lo normal durante
los primeros tres meses, permitiendo una mayor aproxi-
mación de los sistemas frontales a latitudes más tropica-
les y originando cambios significativos en el comporta-
miento de la precipitación en Colombia durante este
periodo. Durante marzo y agosto estos sistemas presen-
taron valores muy cercanos a los tradicionales, con in-
tervalos muy cortos de tiempo en los que los valores de
presión llegaron a estar ligeramente más altos, pero
desplazados ligeramente al norte. Durante septiembre y
noviembre la influencia de estos sistemas no fue caracte-
rística: es así como a finales de octubre se formó un siste-
ma de baja presión cerca de San Andrés y Providencia,
que alcanzó a desarrollarse hasta la fase de depresión tro-
pical. Durante este año, el sistema de baja presión que se
presenta en el norte del Pacífico colombiano, se vio muy
perturbado por el paso de las ondas tropicales. Los siste-
mas nubosos procedentes del Brasil tampoco fueron muy
notorios durante este año.
La Zona de Confluencia Intertropical se mantuvo
activa durante casi todo el año: los primeros meses, por
efecto de la interacción con las vaguadas del hemisferio
Norte, que persistieron hasta finales de marzo, favore-
cieron su desplazamiento un poco más al norte de lo
normal, con grandes núcleos convectivos a lo largo de este
sistema, ocasionando fuertes lluvias en el centro y sur
del país, situación anómala para la época. Por el otro
lado, la interacción de las ondas tropicales del este, que
persistieron hasta noviembre, mantuvieron activa la ZCIT
durante casi todo el año. La nubosidad asociada con este
sistema se ubicó, a mitad de año, entre los 5° y 10° de la-
titud norte cerca de Suramérica en el Atlántico y entre
los 4° y 8° norte sobre el Pacífico oriental cerca de las
costas colombianas. El comportamiento de este sistema
se fue normalizando al finalizar 1999.
Durante este año, las ondas tropicales del este co-
menzaron a presentarse a partir de mayo y se prolonga-

L
ron hasta noviembre; fueron continuas y transitaron cada
vez más cerca al continente americano, desplazándose
sobre el Atlántico tropical cerca de los 12º de latitud
norte y sobre el mar Caribe, en los 18º de latitud norte.
La baja anclada de Panamá, responsable en gran par-
te de las lluvias en la región Pacífica, se presentó entre
ligera y moderadamente activa durante casi todo el pe-
riodo; las ondas tropicales del este al llegar allí propicia-
ron una fuerte actividad convectiva.
Fenómenos meteorológicos
destacados (1997-1999)
Uno de los fenómenos meteorólogicos observados du-
rante el periodo 1997-1999 fueron los vendavales que
ocurrieron en diferentes zonas del territorio nacional.
Huracanes
La temporada de huracanes de 1997 en Colombia fue
tranquila puesto que no se desarrolló ningún sistema
ciclónico de importancia, que representara peligro para
la comunidad del Caribe colombiano.
Ya casi para finalizar la temporada de huracanes de
1997, el 21 de noviembre, se formó en el suroeste del mar
Caribe un sistema de baja presión de 1.007 hPa, provo-
cando fuertes lluvias –alrededor de 213 mm en un inter-
valo de 17 h– que generaron inundaciones en la isla de
San Andrés. Este valor de precipitación en 24 h se consti-
tuyó en el segundo valor máximo para el mes de noviem-
bre de acuerdo con los registros históricos (1959-1997).
La temporada de huracanes de 1998 fue extremada-
mente activa. Hubo 14 ciclones tropicales con nombre,
más que el promedio (10) y el doble de 1997: cuatro fue-
ron tormentas tropicales y diez alcanzaron la categoría de
huracán. Muchos de estos ciclones se desarrollaron en un
periodo de 35 días (19 de agosto a 23 de septiembre),
cuando se formaron diez tormentas tropicales, de las cua-
les siete se convirtieron en huracán. De manera inusual
desde 1893, en un solo día –el 25 de septiembre– se pre-
sentaron simultáneamente cuatro huracanes en el Atlánti-
co, en contraste con 1997, cuando entre agosto y sep-
tiembre se formó únicamente el huracán Erica.
Otro aspecto de esta temporada de huracanes de 1998
fue el inicio tardío de la actividad de ciclones tropicales,
con la aparición de la primera tormenta tropical (Alex)
el 27 de julio y su terminación en noviembre, con una
actividad ciclónica bien definida: la tormenta tropical
Nicole se formó el 24 de noviembre y el 29 se convirtió
en huracán, para disiparse el 1º de diciembre. Fue en
Figura 3.17. Imagen visible del satélite GOES-8, del 24 de octubre de 1998, cuando el Mitch pasó de tormenta tropical a huracán. (Fuente:
NOAA)

L
esta temporada cuando se presentó el huracán Mitch, el
cuarto más intenso registrado en la cuenca del Atlántico
y el más fuerte observado en un mes de octubre; el Mitch
es considerado como uno de los más destructivos, de-
jando a su paso numerosas muertes en América Central.
La inactividad durante junio y julio fue seguida por
una fuerte actividad en agosto y septiembre; en agosto de
1998 se formaron el huracán Bonnie, la tormenta tropical
Charlie y el huracán Dannielle; ninguno de ellos se des-
plazó por el mar Caribe y no tuvieron efectos directos
sobre el Caribe colombiano. En septiembre se intensificó
la actividad ciclónica y se registraron siete eventos, cinco
con características de huracán (Earl, Georges, Iván, Jeanne
y Karl) –Georges se hizo presente en Caribe colombiano–
y dos tormentas tropicales (Frances y Hermine). Durante
octubre y noviembre se registraron los huracanes Lisa,
Mitch y Nicole, el segundo de éstos (Mitch) formado en
aguas marítimas colombianas.
Mitch en territorio colombiano
Hacia el 19 de octubre, una onda tropical de gran desa-
rrollo nuboso hizo su aparición en el sur del mar Caribe,
atravesando en el transcurso de los dos días siguientes,
de este a noroeste, las áreas marítimas colombianas. El
22 en la madrugada este sistema tropical se convirtió en
una depresión tropical, ocupando un área entre el litoral
Atlántico colombiano y el departamento de San Andrés
y Providencia; su centro se ubicaba a unos 360 km al
este de la isla de San Andrés, y ya en la tarde fue catalo-
gada como tormenta tropical con el nombre de Mitch,
alcanzando vientos máximos de 74 kph; su desplazamien-
to fue lento y errático, casi estacionario. Al día siguiente,
en la mañana, el sistema daba muestras de desorganiza-
ción en su estructura central, aunque en su periferia se
formaron bandas nubosas en forma de espiral proceden-
tes del Pacífico, luego de atravesar el noreste del territo-
rio continental colombiano y el sur de América Central,
para converger en el centro de la tormenta tropical.
El día 24, Mitch intensificó sus vientos, cruzando el
umbral de los 117 kph, para ser clasificado como hura-
cán (figura 3.17). Con vientos máximos de 150 kph,
inició un movimiento hacia el norte, manteniéndose a
una distancia de 350 a 400 km de la isla de San Andrés.
En las primeras horas de la noche, Mitch cambió intem-
pestivamente de rumbo hacia el oeste, acercándose al cayo
Serranilla durante la mañana del 25. Al finalizar el día el
huracán se alejó lentamente del territorio marítimo co-
lombiano, estacionándose posteriormente frente a la costa
norte de Honduras, en el golfo del mismo nombre. Mitch
permaneció casi estacionario en este sitio durante cinco
días, castigando con fuertes lluvias y vientos a Hondu-
ras, Nicaragua y Guatemala.
Durante la temporada de huracanes de 1999 se pre-
sentaron 16 ciclones tropicales: cuatro fueron depresio-
nes tropicales; cuatro, tormentas tropicales, y ocho, hu-
racanes; de éstos, cinco alcanzaron la categoría cuatro.
En junio y julio la actividad ciclónica se presentó
dentro de lo normal: en junio se formó la tormenta tro-
pical Arlene y en julio, la depresión tropical Nº 2. La
temporada fue más activa durante agosto y octubre, en
el primer mes se formaron cuatro ciclones tropicales: los
huracanes Bret, Cindy, Dennis y la tormenta tropical
Emily. Bret y Cindy fueron huracanes de categoría cua-
tro. Posteriormente, en septiembre, se desarrollaron cua-
tro ciclones tropicales: la depresión tropical Nº 7, los
huracanes Floyd y Gert y la tormenta tropical Harvey; los
huracanes Floyd y Gert alcanzaron la categoría cuatro.
En octubre la actividad ciclónica fue mayor, con cinco
ciclones tropicales: dos depresiones tropicales, las Nº 11
y 12, los huracanes Irene y José y la tormenta tropical
Katrina. En noviembre se presentó el huracán Lenny, que
alcanzó la categoría cuatro.
Los ciclones que por su intensidad y características
afectaron mayormente a las zonas costeras e insulares
fueron: el huracán Floyd, que produjo muchos efectos
sobre la costa este de los Estados Unidos; el huracán Gert,
con fuertes vientos sobre las Bermudas; el huracán Irene,
que afectó con lluvias torrenciales y fuertes vientos el
suroccidente de la isla de Cuba y el sur de la península
de La Florida; la tormenta tropical Katrina, que alcanzó
a producir algunos efectos sobre las islas de San Andrés y
Providencia con lluvias torrenciales, para dirigirse luego
a la costa atlántica de Nicaragua, donde produjo tam-
bién lluvias intensas, y, en Colombia, el huracán Lenny
que, debido a su trayectoria paralela a la costa Atlántica,
produjo lluvias fuertes junto con un gran oleaje, de has-
ta 5 m de altura en las zonas costeras de los departamen-
tos de Bolívar, Atlántico, Magdalena y La Guajira y de
menor elevación en las zonas costeras de Córdoba y Sucre.
Para fines comparativos de la actividad ciclónica du-
rante la temporada de huracanes de 1999, se presentan
los promedios para ese año, las predicciones de William
Gray y los datos reales (tabla 3.4).
oidemorP nóicciderP 9991laeR
erbmonnocsenolciC 3,9 41 21
senacaruH 8,5 9 8
sosnetnisenacaruH 2,2 4 5
Tabla 3.4. Actividad ciclónica en el Caribe, el Golfo de México y el
océano Atlántico para 1999.

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